我国数显量具行业的现状和发展趋势-8页word资料.doc

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1、如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流我国数显量具行业的现状和发展趋势(2006-2-8)来自：仪表信息网阅读360次1引言 当今信息技术已经成为推动科学技术和国民经济高速发展的关键技术。如何用先进的信息技术来提升、改造我国的传统制造业、实现生产力跨越式发展的战略结构调整，是装备制造业面临的一项紧迫任务。测量技术是信息化制造技术的关键和基础。数字化测量技术已经成为数字化制造技术的一个不可或缺的关键组成部分，采用适度先进的信息化数字测量技术和产品来迅速提升我国装备制造业水平，是当前一个重要的发展方向。 近年来，数显量具和数字测量仪器仪表有了较快的发展：技术水平提高，产品性能增强，品种规格丰富，

2、满足不断发展的先进制造业的需求，成为当今测量仪器仪表的主流；先进的数字测控技术和数字数显量具量仪，集成并融合于数字制造系统，构建成先进的闭环制造系统，为“零废品”制造奠定了基础；数字化数显化的在线、在机测量技术及其量具量仪，已经成为批量生产质量保证的重要手段，它们所具有的产品质量统计功能（SPC）、生产过程分析监控及故障诊断功能及智能化，正在得到推广应用。 在数字化数显位移传感技术和产品中，当今主要有光栅、感应同步器、容栅、磁栅和球栅等。几大类产品各有优势、互为补充，在竞争中都得到不同程度的发展；而在通用数显量具方面，性价比高的容栅数显位移传感技术和产品得到最为广泛的应用。 容栅数显量具的产量

3、大，应用广泛。各类数显卡尺、数显百分表、数显千分表、数显千分尺以及数显内、外径表等等，品种繁多，性能各异；在计算机信息技术、自动化数字测量技术快速发展的今天，数显量具在各种制造业、尤其是传统机械制造业中，正以强劲的势头替代传统的机械量具和气动量具，成为生产现场使用中占主导的先进测量器具。日本三丰、瑞士TESA和Sylvac、德国Mahr以及英国Bowers等世界著名量具制造厂商开发的数显量具技术，引领着该领域的发展趋势，数显量具产品在国外工业发达国家的制造业生产现场中已经得到推广普及；同样，在我国汽车制造业、压缩机、家电制造业等产品零部件的先进生产流水线上，数显量具也得到了很好应用。由于具有良

4、好防水防尘性能、测量数据/图形显示和输出、测量数据统计处理分析和故障诊断等优异使用功能，同时又具有可靠的精度，适于在生产现场使用，使电子数显量具量仪成为提高机械制造精度和加工效率的重要工具和手段。 在经济全球化的今天，世界制造业的中心正逐步向亚洲和中国转移。改革开放、国民经济的快速发展，尤其是我国进入了WTO，促进了我国制造业的蓬勃发展；汽车制造业、航空制造业、家电制造业、模具制造业的发展，大大推动了我国精密数字测量控制仪器和数字数显测量与控制量具的发展。数显量具的国内外市场空间巨大，发展前景良好。尽早将我国从数显量具量仪的制造大国转变成为数显量具量仪制造强国，我国工具行业任重而道远。 2国产

5、数显量具的现状与发展 历届中国国际机床展览会上参展的国产数显量具产品，展示了我国机械量具电子数显化发展的历程。我国工具行业在相关电子行业、研究院所、高等院校的通力合作下，经过多年来不懈地努力，从引进、消化、吸收，直到自行研究并开发出拥有自主知识产权和专利的先进电子传感数显技术，批量生产出电子数显量具的系列产品，取得了骄人的成就。国产数显量具从前几年简单的条形液晶数字显示发展到较为复杂的面形液晶动态模拟的图像显示，容栅的分辨率从0.01mm发展到0.001mm，测量的精度和可靠性都有了显著提高。不断提高的防水防尘性能（从IP54提高到IP65，目前已可达到IP67），增强了国产数显量具的市场竞争

6、能力。我国容栅数显卡尺近年大量出口，在国际市场已经占有了举足轻重的地位，就是一个最好的实例。 据中国机床工具工业年鉴的统计资料表明，近年来我国工具行业（包括刀具和量具量仪制造）有了长足的发展。2001年与2000年相比，工业总产值增长11.8%，销售产值增长约11.5%；2002年工业总产值同比增长20.8%，销售产值增长14.8%；2003年工业总产值同比增长16.1%，销售产值增长13.8%；2004年上半年与2003年同期相比，工业总产值增加达22.9%，销售额增长达29.4%，经济增速势头强劲。据我国数显行业分会统计和预测，“十一五”期间，容栅传感器及容栅数显量具需求量的年增长率将达到

7、20%以上，到2010年，销售额将达到810亿元，发展前景十分看好。 桂林广陆数字测控股份有限公司作为国产数显量具生产与开发的领头企业，其发展历程就是我国工具行业发展数显量具的一个最好的写照。 桂林广陆数字测控股份有限公司是广西高科技企业，目前下辖无锡广陆仪表公司、上海广陆测控技术开发有限公司和上海广陆量具有限公司。该公司目前有四大类主要产品：电子数显卡尺系列产品（通用和专用），电子数显千分尺系列产品，电子数显指示表系列产品以及其他智能化、数字化精密仪器仪表系列产品。该公司的生产规模在2002年已达年产销50万套，80%以上的产品出口到欧美等三十多个国家和地区，国内市场产品占有率达50%以上，

8、在国内同行业中位居第一；自1996年以来，该公司产品的产量、出口量和销量每年以30%以上的速度增长，居国内同行业前列。公司通过了ISO9001（2000版）国际质量管理体系认证和欧盟CE安全认证。该公司作为中国机床工具协会数显分会理事长单位，是国家机电产品出口生产基地、我国容栅数显量具的最大生产企业和500mm以上非标、专用电子数显量具量仪产品的主要生产厂家，容栅数显量具产量占全国同类产品的60%以上，生产的电子数显系列产品被国家科技部、对外经济贸易合作部、海关总署、财政部、国家税务总局列入2000年中国高新技术产品出口目录，并曾荣获广西省科技进步一等奖；中型容栅数显测量仪也被国家经贸委、国家

9、财政部列为国家重点新产品。该公司近年来又有14项技术被评为科技成果，三种产品被广西电子行业评为科技成果一等奖，拥有国家授予的14项发明和实用新型专利技术和产品、核心部分电子芯片（IC）的自主知识产权。近年来该公司公已成功开发了多功能容栅线位移测量装置、高精度电子数显百分表、电子数显千分表、电子数显千分尺、电子数显测高仪以及电子柱测量仪等几十种新产品。为了进一步提高企业的技术创新能力，2001年公司和上海交通大学联合成立了研发中心，共同致力于提高我国测控技术的研发水平和科研成果转化为生产力的能力。在厂校共同的努力下，经过三年艰苦开发，公司已经拥有电涡流位移传感器及防水卡尺制造技术的自主知识产权，

10、2004年研制成功的防水数显卡尺样尺的防水性能已达到国际最先进水平IP67，精度也达到了数显卡尺国家标准的规定。这是一个令我国量具制造行业振奋的好消息，它打破了数显量具关键技术国外一统天下的局面，为我国数显量具发展走出自己的路做出了表率。尽管该项技术实现产业化还有不少新的困难和问题需要解决，但我们有理由相信，广陆人正在继续努力，必将取得更大突破。在十五期间该公司还将开发研制包括9大类、100多个新产品、约1000个规格的数字化高技术电子量具和测控仪器新产品投入市场。 广陆公司重视技术创新，实践证明这是企业在市场竞争中取胜的法宝。他们把技术创新工作作为系统工程来实施，常抓不懈，取得良好的收效。如

11、加工工艺的创新：将数显卡尺尺身和尺框的冲压工艺改为数控线切割工艺，大大提高了成品率、降低了原材料的消耗，生产效率也大大提高；容栅刻划工艺的创新：用超精细激光刻划工艺代替了传统的蚀刻工艺，提高了产品的精度和分辨率。针对引进容栅传感器的敷铜基板容易受潮、性能不稳定的缺点，公司采用了新型陶瓷类基材，应用气相沉积技术使基片金属化，成为容栅传感器电子电路的基板，从而提高了量具的测量精度和分辨率，同时也提高了数显量具的抗干扰性和稳定性。此外，公司在产品外观造型、特殊功能等方面的改进创新工作也取得了很好的效果。 目前广陆公司正抓紧实施国家下达的“广陆年产100万套电子数显量具量仪高精度电子组件出口生产基地技

12、术改造项目”和国家科技部下达的“科技型中小企业技术创新基金重点支持项目”等重点项目。公司的奋斗目标是把广陆建成“中国第一，世界一流”的数显量具量仪生产销售企业，把“广陆牌”量具量仪创建成国际知名品牌。 3展望与结语 如上所述，我国电子数显技术和产品在最近几年有了长足的发展，这集中体现在产品数量的增长和品种规格的外延方面。尤其是在我国加入WTO以后，数显技术和量具产品的防水性能、可靠性等有了明显提高、出口量有了大幅度增加的同时，国内市场的开拓推广也得到了发展，国内销售量也有了大幅度的提高。但是，和国外先进数显量具产品和技术相比仍有较大差距，特别是普通性能的容栅量具、尤其是量大面广的容栅数显卡尺，

13、行业内存在着严重的低价销售、恶性竞争的局面。令人感到宽慰和欣喜的是，以桂林广陆数字测控股份有限公司为代表的国内量具量仪制造企业，近年来在数显技术和数显量具产品的自主开发上加大投入，已经取得成效，分别取得了或正在取得具有自主知识产权的技术专利。除了广陆公司最近成功开发的防水防尘性能达到IP67标准的电涡流传感技术和相应的数显卡尺，其产品水平已经和当今国际最高水平产品性能相当以外，深圳联思精密机器有限公司推出了防水级别达到IP65的容栅卡尺专利产品且外销势头良好，桂林量具刃具厂也介绍了自行开发防水防尘高性能数显卡尺的信息，创新已经成为行业共识。 进一步加强企业创新能力，提高国产高性能数字化数显传感

14、器的精度和稳定性，提高数显量具适应车间现场的加工环境和条件的能力，提高数显量具机构中传统机械零部件的加工装配精度，提高数显量具的测量数据处理能力和智能化水平，在加大生产规模的同时，改进、提高加工工艺水平来降低成本，是我国数显量具制造业技术发展的努力方向。 第九届中国国际机床展览会量具量仪展品述评（1） 2006-03-01 第九届中国国际机床展览会于2005年4月11日至17日在北京中国国际展览中心成功举办。本届展览会主题“数字化制造技术与装备的新发展”，代表了当今制造业发展的主流。展览会共有16个展馆，总展出面积达72000平米，有26个国家和地区的1000多家国内外知名企业参展，规模为历届

15、CIMT之最。本届CIMT荟萃了世界机床制造业的新理念、加工测量新技术和新产品，展示了当今机床工具制造领域内数字化、信息化高新技术发展的主导方向和主要成就。数字化测量技术是数字化制造技术中的关键技术。高速、高效、高精度、高可靠性、多功能的先进数字化测量技术和仪器装备、服务、推动着数字化制造技术和装备的发展。本届展览会上参展的国内外知名量具量仪制造厂商近百家，展出大中型测量仪器80余台，集中展示了近年来机械制造业先进数字化精密测量技术和量具量仪的新成果。如采用光学/激光式测量系统的三坐标测量机和便携式多关节测量仪实现了对汽车大型覆盖件、反求工程被测件的非接触高效测量；采用新型测量原理的高性能数显

16、卡尺、千分尺，满足了在冷却液喷淋的恶劣工况下对加工件进行可靠检测的需要；基于体对角线的机床三维空间位置误差激光测量新技术，开辟了数控机床空间精度快速测量和补偿的新途径；尤其是国内精密测量技术和数字化量具量仪的新成就，构成了本届展览会精密测量领域的主要看点。中国机械工业联合会于珍会长曾指出，要提高我国机床工具行业的技术水平，“增强国际竞争力的根本途径就是提高自主创新能力，发展具有自主知识产权的产品和技术”。近年来我国精密量具量仪行业创新意识的加强和创新能力的提高，在本届展览会上得到了一定的展现。由成都工具研究所开发的齿轮在线测量分选机，采用全新测量原理和机构，能对批量生产汽车、摩托车齿轮实现全数

17、（100%）的高速、高精度测量和分选，填补了国内空白。桂林广陆公司和上海交大联合开发的新型防水电子数显卡尺，采用了电涡流传感原理，防护等级IP67，达到国际先进水平；青海量具刃具公司新颖的双面数显外径千分尺，体现了人性化的设计理念；北京标普公司的0.1nm分辨率的杠杆测长仪，10次测量重复性0.5nm；哈尔滨量具刃具集团公司齿轮测量中心的系列化和弧锥齿轮测量技术的首次亮相，标志着我国齿轮测量技术进一步向国际先进水平靠拢。北京航空精密机械研究所成功开发龙门式大型三坐标测量机，表明国产三坐标测量机的自主研制开发能力有了进一步提高。1.数字化量具/传感器技术的新发展适应加工环境，实现纳米高精度测量1

18、.1 新型防水型电子数显卡尺，在冷却液喷淋工况下确保正常检测传统电子数显卡尺采用容栅位移传感器来实现测量，它具有分辨率高、重复性好、耗电低等优点，但是容栅传感器受介质的影响，在有冷却液、水、切削液及油污的工况下，不能正常工作，生产现场的使用受到了限制。为此日本三丰公司于1993年在世界上首先成功开发出防水型数显卡尺，近年来取得良好的市场销售业绩。它的测量原理基于电感位移传感器。瑞士TESA公司的防水数显卡尺基于磁阻式位移传感器，瑞士SYLVAC和德国MAHR公司则采用了感应同步器工作原理。上述防水型数显卡尺的防护等级都达到IP67规定，为当今世界最高水平，相应技术在中国申请了专利。国内最大的数

19、显卡尺生产出口企业桂林广陆数字测控公司和上海交通大学联合，于2004年底开发成功一种基于电涡流位移传感器的新型防水数显卡尺，防护等级也达到IP67，其核心技术具有自主知识产权。卡尺尺框内安装的电涡流传感器线圈既是发射线圈同时也是接受线圈，卡尺尺身上带有规则排列的双码道金属反射体，传感器通过电涡流效应可测量卡尺的绝对位移和相对位移。样件的测试表明，其示值误差0.01mm，重复性0.01mm，数值漂移0.01mm/h；防水性能：将卡尺置于1.2m深水槽中30分钟，示值变动量0.01mm，达到了国际先进水平。通过降低能耗、进一步改善工艺性能以提高批量产品的性价比，将有助于国内外市场的开拓。深圳联思公

20、司出产的密封容栅式防水型数显卡尺，防护等级达到IP65，也得到了国外市场的认同。为提高光栅传感器的抗污染、抗干扰能力，著名的长度/角度位移传感器制造厂商德国HEIDENHAIN公司介绍了不同于传统“四场成像式扫描”方法的“单场扫描”技术。在新型的单场扫描技术中，扫描光栅（掩膜）与标尺光栅的栅距略有不同，由此在扫描光栅长度范围内会产生明暗交替现象，起到光学滤波作用，能产生均匀的正弦信号；特制的栅状感光元件取代了传统的独立感光元件，用来生成四个相位差为90的扫描信号。由于扫描面积大又具有特殊光学过滤功能，故新的单场扫描技术对污染干扰不敏感，可以提供质量更好的测量信号，提供更高的测量精度。此外，该公

21、司近年来推出的新产品在传统增量式光栅测量系统上添加了位置编码码道而能提供绝对位置信息的“绝对式”光栅测量系统，具有提高机床加工效率和可靠性高的优点。1.2 新型纳米分辨率传感器和量具展现良好前景北京标普公司拥有自主知识产权的纳米计量光栅制造成套技术，其光栅刻线条纹数已高达2000条/mm。近期开发的SGG-01型纳米测长仪分辨率达0.1nm，最大测量范围500m，十次测量重复性0.5nm，测量示值漂移0.5nm/10分钟，示值误差（3+0.03L）nm，测量力0.0010.1N，全量程线性0.005%。该公司可提供上百种规格品种的轴向、侧向微/纳米传感器和量具，包括量块检测仪、半导体晶片检测仪

22、等。日本SONY公司在展览会上介绍了高精度磁栅、主副尺不同刻线节距的测量光栅，以及激光光栅干涉尺LASERSCALE-TM。后者的工作原理为：读数头中的半导体激光光束经偏振光分光器分成二束光，进入主尺（细衍射光栅），经过衍射后相互产生干涉；检测出由于主尺移动所引起反射光干涉条纹的相位变化，从而得到主尺的位移量。该传感器工作稳定，对环境要求不高；采用了衍射光栅立体全息技术，得到的正弦波电信号周期为0.1379m，信噪比很高；经细分其最高分辨率可达0.07nm。带内置光学零位的高精度激光光栅干涉尺BS65-R型的精度（20时）：L460mm时为(0.05+0.2L/100)m；L460mm时为1.

23、5m，分辨率0.07nm，重复性小于1个数字，零位精度0.1m。日本三丰公司的激光全息刻尺，刻线间距0.5m，分辨率6.25nm。1.3 坐标测量机和数控机床用测头的使用性能更上一层楼世界著名的触发式测头制造商英国RENISHAW公司展出的最新研制的RMP60无线电测头系统采用了跳频技术（FHSS）。信号跳频传输系统通过不同频率分配信号通道，无线电发射器和接收器通过匹配码识别进行信号传输，抗干扰能力大大提高，测量信号通讯更稳定可靠，满足工业环境中使用的要求。该公司的OMP60光学测头则采用了最先进的调制光学传输方法，具有很强的抗光干扰能力。德国WERTH公司在展览会技术讲座上介绍了该公司三坐标

24、测量机的多功能测量技术，尤其是该公司开发的光纤探头WFP，号称为世界上最细且准的探针，其半径为12.5m，测量时光纤探头球端和工件接触，球的位置则由坐标测量机的CCD光学视觉传感器检测出来。它适合测量超微小或超精密工件，如半导体、钟表齿轴及柴油喷嘴等。德国BLUM公司和哈尔滨先锋机电公司近年来在数控机床用触发式工件测头和刀具测头的研发方面都有较快的进展。哈尔滨先锋机电公司目前已经成为国内最有实力的数控机床用测头制造厂家。除了系列测头产品，德国BLUM公司的LaserControl NT激光刀具测量仪可用于刀具的在机精密自动检测和设置。当刀具装夹在机床上回转时，仪器可测量刀具的长度、半径和径向跳

25、动，也可快速检测、监控刀具刃口的形状误差、刀具的破损等。此外还能测量并补偿因温度变化造成的刀具相对位置误差，提高了机床的加工精度。由于密封可靠并采用了喷气机构，保证了该激光刀具测量装置可以在数控机床加工过程中正常使用。14 配套件水平的提高成为国内电子数显量具发展的有力支撑北京航天峰光电子技术有限公司（101所），在我国容栅数显技术的应用开发和发展中曾发挥了技术领军作用。新近开发出数显卡尺防水组件，分辨率为0.001mm数显千分尺组件、带微处理器的数显卡尺、数显高度尺双芯片组件，以及分辨率为0.001mm的旋转式数显指示表等，为我国数显量具的发展继续做出重要贡献。此外，桂林精达公司等企业也为行业提供容栅数显量具配套组件。对于影响内孔量具（包括内孔数显量具）测量精度和重复性的关键测头部件/组件，德国DIATEST提供了可选择的产品（如两瓣式弹性测头系统）。据介绍该公司为多家世界著名量具厂提供OEM测头部件。正是由于数显配套组件质量不断提高、品种规格日趋齐备，我国电子数显量具开发和生产得到了长足发展。陕西航空宏峰精密机械公司和陕西航空硬质合金工具公司，利用行业配套资源开发的电子数显卡尺、电子数显高度尺（单柱、双柱及三柱式）得到了国外市场的认可和欢迎，就是一个实例。（未完待续）【精品文档】第 8 页我国数显量具行业的现状和发展趋势